一种建造铁路涵洞的方法与流程

本发明涉及铁道建设工程技术领域，具体涉及一种建造铁路涵洞的方法。

背景技术：

铁路涵洞就是设于铁路路基下的孔道。铁路涵洞用于迅速排除铁路沿线的地表水，保证路基安全。同时可以作为人、畜和车辆的立交通道，或农田灌溉作为水渠。

多年来，铁路涵洞通常采用钢筋混凝土圬工结构的涵洞。该类铁路涵洞存在设计繁琐、施工周期长、填土高度受限制等不足，更为严重的是地基或基础部均匀沉降可能导致涵洞的整体破坏，会给铁路行车安全带来非常严重内的安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种建造铁路涵洞的方法。该方法避免了钢筋混凝土结构涵洞，而是利用波纹板组成设计涵洞的管涵，然后再在管涵的外侧回填施工土而形成。该方法具有施工简便，承载能力高，经济效益好等优点。

根据本发明的建造铁路涵洞的方法，包括：

步骤一：开挖基坑并进行地基处理，

步骤二：拼装波纹板以在基坑处形成管涵，

步骤三：进行回填。

在一个实施例中，在步骤一中，基坑开挖后，进行地基处理在基坑内形成20-80厘米的第一垫层。

在一个实施例中，在第一垫层上铺设第二垫层，其中第二垫层的厚度为7-30厘米，并且第二垫层最大粒径不超过12毫米。

在一个实施例中，在涵洞的纵向方向上，第一垫层的中间部分高于两端部分，优选地，第一垫层的中间部分比两端部分高涵洞的纵向尺寸的0.3-0.6％。

在一个实施例中，在步骤二中，先拼接波纹板以形成波纹板环，再在涵洞的纵向上依次连接波纹板环，相邻的波纹板环之间搭接。

在一个实施例中，纵向上，相邻的波纹板环之间至少搭接四分之三个波纹板的波峰，并且在波纹板环的搭接处设置防水垫。

在一个实施例中，在纵向上，波纹板环的多个波纹板之间的拼接缝与相邻的波纹板环的多个波纹板之间的拼接缝错开。

在一个实施例中，在步骤三中，采用分层回填方式进行，并且管涵两侧的回填层高度差不能大约30厘米。

在一个实施例中，在步骤一中，还包括在涵洞的至少一端处形成翼墙地基，在步骤二中，在翼墙地基上形成利用波纹板拼接能与管涵连接的翼墙。

在一个实施例中，翼墙下端与预埋在翼墙地基上的预埋件固定连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于，本发明中，通过将波纹板拼装为管涵，再回填施工土后形成涵洞，而不是采用现有技术中的混凝土结构形成涵洞。本申请中，利用了波纹板抗弯强度和抗压强度都比较大的优点，涵洞对地基强度要求比较低，该涵洞的适用范围比较大。同时，波纹板采用现场安装，具有运输容易，施工简便，工期短等优点。另外，利用波纹板建成的涵洞还具有承载能力高，抗震能力强，适应较大的沉降和变形的优点。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的建造铁路涵洞的施工示意图；

图2显示了根据本发明的波纹板环的一种拼接方式；

图3显示了根据本发明的相邻的波纹板环连接俯视图；

图4显示了根据本发明的相邻的波纹板环之间的一个实施例的搭接剖面图；

图5显示了根据本发明的相邻的波纹板环之间的另一个实施例的搭接剖面图；

图6显示了根据本发明的回填施工的一个实施例的图；

图7显示了根据本发明的回填施工的另一个实施例的图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的建造铁路涵洞的施工方法示意图。下面根据图1详细论述建造铁路涵洞的方法。该方法包括以下步骤。首先，开挖基坑1并进行地基处理。然后，在现场拼装波纹板，以在基坑1处形成管涵2。最后，在进行回填操作，以形成涵洞。

在一个优选地实施例中，开挖的基坑的宽度应该为波纹管涵的最大宽度尺寸的三倍。如果因工地过小，则开挖的基坑的宽度也应该确保在波纹管涵的两侧具有1.5m宽的作业空间。这种方式能够保证施工作业空间，进行波纹板的现场组装和后续夯实等操作。同时，这种方式还能保证波纹管涵周围的回填及密实程度，提高涵洞的承载能力。

地基要对整个钢波纹管涵保持均匀的承载力。根据施工处的岩土自身特性，在基坑1开挖后，进行地基处理，换填碎石或沙砾土，以形成第一垫层3，如图1所示。根据工程需要，例如，可以用粒径不大约50毫米的碎石土回填以保证第一垫层3的承载能力。另外，第一垫层3的厚度为大约20-80厘米，比如，为50厘米。这种施工方式能保证减小整个涵洞的沉降量，提高铁路后期的运营安全性。

如图1所示，在第一垫层3上铺设第二垫层4，其中第二垫层4的厚度为7-30厘米。例如为15厘米。其中，第二垫层4的最大粒径不超过12毫米。通过这种设置能避免波纹管涵2直接接触比较硬的第一垫层3，有助于将涵洞所受到的力分散性传递至第一垫层3。同时，这种方式充分发挥了波纹板管涵的良好柔性，提高了承载能力。

在基坑施工过程中，在涵洞的纵向方向上，第一垫层的中间部分高于两端部分。优选地，第一垫层的中间部分比两端部分高涵洞的纵向尺寸的0.3-0.6％。也就是，在涵洞的纵向方向上，第一垫层并未处于同一水平面上，而是具有“人”字形坡。需要说明的是，第二垫层匹配第一垫层而铺设，第二垫层的表面仍然具有中间部分高于两端部分的“人”字形坡。这种施工方式考虑了后续基坑和地基的沉降，确保涵洞的长时间安全运营。

波纹板管涵为波纹板拼接件。在波纹板运抵现场并分类堆放后，开始拼装波纹板。先拼接波纹板以形成波纹板环，该波纹板环形状与设计涵洞的界面形状匹配。例如，如图2所示，波纹板环5为椭圆形，并由四段波纹板6拼接而成。在一个波纹板环拼装完成后，拼接下一个波纹板环。再将拼接好的波纹板环沿着涵洞的纵向拼接起来，形成波纹板管涵。这种操作方式工作效率比较高，满足快速施工的需要。需要说明的是，波纹板在运抵现场之前，需要做防腐处理。例如，在波纹板的表面上镀锌。

在一个优选的实施例中，在纵向上，波纹板环的多个波纹板之间的拼接缝与相邻的波纹板环的多个波纹板之间的拼接缝错开。也就是，相邻的波纹板环的拼接位置不同。如图3所示，在第一个波纹板环5和第二个波纹板环5连接后，各波纹板环5的波纹板6之间的拼接裂缝彼此错开。这种方式优化了波纹板管涵的受力情况，提高了其承载能力。

在纵向方向上，为了保证连接的牢固性，相邻的波纹板环之间搭接。如图4所示，优选地，相邻的波纹板环5之间至少搭接四分之三个波纹板的波峰。还可以通过螺栓连接相邻的波纹板环5。为了防止漏水，在波纹板环5之间的搭接处设置防水垫6。该防水垫6为橡胶件，可以通过螺栓被压缩式设置在两个波纹板环5之间。需要说明的是，相邻的波纹板环之间的还可以通过其它的方式连接。例如如图5所示，在相邻的波纹板环5的外侧设置连接板9，在连接板9上设置有孔11。在波纹板环5的相对位置确定后，相匹配的连接板9位置相对，可以利用螺栓10穿过连接板9上的孔11而将相邻的波纹板环5连接在一起。这种结构设置方式可以使得操作人员在波纹板环的外侧便可以实现波纹板环的连接，施工方便。

波纹板环的上拱面的波纹板预留有拱度，也就是，波纹板环的上拱面的波纹板的曲率比设计涵洞的上拱面的曲率大。例如，在一个具体的工程中，如果涵洞的断面的拱形处所处圆的直径为2米，则相应的波纹板的上拱所处圆的直径预留拱度而设置为1.6米。这种方式预留了波纹板的变形空间，能保证在涵洞形成后，波纹板管涵不会出现凹陷等不利影响，保证波纹板管涵的承载能力。

在波纹板管涵制成后，进行分层式回填(如图1所示)，以形成涵洞，直至回填到铁路标高后，则可以铺设铁路结构。在回填过程中，先筑填管涵两侧的楔形部分。筑填的方式可以根据不同的设计施工采用不同的方式。例如，可以采用级配良好的天然砂砾，人工用木棒在波纹板管涵外向内侧进行夯实。例如，木棒的截面可以为直径15厘米的圆。木棒夯实的单次冲击力要达到9千克。木棒作用点必须紧贴管涵的管身，每个波纹板的凹槽部位都必须夯实到位。还可以采用液态粉煤灰回填。当然还可以采用最大粒径不超过3厘米的级配碎石回填，然后用小型夯实机械斜向夯实，确保管底的回填质量。

进行回填时，分层筑填，分层压实。例如，每层压实后的厚度大约为20厘米。并且，在压实度不小于95％后才可以进行下层筑填。筑填采用纵向施工，可以从中间向两端施工，如图6所示，也可以从两端向中心处施工，如图7所示，其中，箭头方向表示施工方向。

需要说明的是，为了避免管涵的变形，填筑施工必须两侧尽量同步进行，两侧的回填层的高度差不得大于30厘米。这种方式保证了回填质量。

还可以采用波纹板拼接涵洞的两端口的八字墙。在这种情况下，先根据八字墙的设计位置，在涵洞的端口外侧开挖条形的翼墙基坑。并对基坑进行地基处理，在翼墙地基上设置预埋件。例如，预埋件可以为预埋螺栓。当利用波纹板拼接翼墙后，使得翼墙的波纹板与预埋件固定连接，以将波纹板翼墙固定。在涵洞的端口处，还需要利用波纹板拼接端墙，以连接管涵和波纹板翼墙。端墙和翼墙的波纹板之间的连接关系参照波纹板管涵的连接关系，而形状可以根据设计不同而变化，对于翼墙基坑的开挖和地基处理根据实际工程的需要做不同的处理。

本申请中，方位用于“纵向”与涵洞的通长方向一致。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。